Архив публикаций

Тезисы

XXXIII-ая конференция

Сравнительное исследования влияния на ДНК и белок Dps бактерии Escherichia coli малых молекул групп антибиотиков и индукторов анабиоза

Терешкина К.Б., Терешкин Э.В., Коваленко В.В., Лойко Н.Г.¹, Крупянский Ю.Ф.

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н. Н. Семенова Российской академии наук, Россия, 19991, Москва, ул. Косыгина, 4, +7(495)939-71-14

¹Федеральный исследовательский центр Биотехнологии РАН, Москва, пр-т 60-летия Октября, д. 7, корп. 2

1  стр. (принято к публикации)

Переход бактериальных клеток в покоящееся состояние при стрессах сопровождается значительным снижением их чувствительности к антибиотикам [1]. К важным метаболитам бактериальной клетки, которые вырабатываются в итоплазме к стационарной фазе роста, относятся аутоиндукторы анабиоза [2]. Важную роль в сохранении генетического материала бактерий в таких состояниях играют ферритиноподобные ДНК-связывающие белки Dps и их гомологи [3].

Как было показано ранее в экспериментах in cellulo на примере штаммов бактерии E. coli К12 и BL21-Gold(DE3)/pET-Dps (с индукцией и без индукции белка Dps), бактерии Escherichia coli, чувствительны к присутствию химического аналога индуктора анабиоза бактерий 4-гексилрезорцина (4ГР) и антибиотика ципрофлоксацина (ЦПФ). Кристаллографические эксперименты показывают схожесть структурного ответа стационарной клетки на стрессовые воздействия этих малых молекул, обнаруживая дозозависимый эффект. Целью данной работы было методами молекулярного моделирования и биоинформатики провести исследование влияния этих соединений на ДНК-связывающий белок Dps (DNA-binding protein from starved cells), ДНК в отсутствии белка Dps и комплексы Dps-ДНК. Расчёты молекулярной динамики проведены с использованием пакета GROMACS в полноатомном силовом поле AMBER99-PARMBSC1 с использованием классических подходов, зонтичной выборки.

Показано, что молекулы ЦПФ и 4ГР проявляют схожее между собой поведение в растворе, у поверхности белка и ДНК. Показано, что они способны модулировать динамическое поведение исследованных компонентов бактериальной клетки. Кластеры соединений способны упорядочивать ДНК, влиять на ДНК-связывающую активность белка Dps. Кроме того, исследование потенциала средней силы позволяет предположить, что часть молекул ципрофлоксацина может проникать в полость белка.

Литература

1. Windels EM, Van den Bergh B, Michiels J Bacteria under antibiotic attack: Different strategies for evolutionary adaptation. // PLoS Pathog. 16, 5, 2020. e1008431. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1008431

2. Бухарин О. В., Гинцбург А. Л., Романова Ю. М., Эль-Регистан Г. И. Механизмы выживания бактерий. М.: Медицина, 2005.

3. Orban K, Finkel SE. Dps Is a Universally Conserved Dual-Action DNA-Binding and Ferritin Protein. // J Bacteriol. 204, 2022. e0003622. https://doi.org/10.1128/jb.00036-22.

• открыть в PDF формате (на русском языке) (PDF)